轮胎硫化车间节能的概念性计划.docx

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轮胎硫化车间节能的概念性计划

轮胎硫化车间管理节能的概念性计划

背景：

我国是世界制造大国，也是能源消耗第一大国，制造业所消耗的能源占据我国总能耗的60%左右，制造业单位产品能耗高于世界平均水平的30%。

我国单位GDP能耗值也远高于世界平均水平，分别是美国和欧盟的2倍，日本的4倍。

我国制造业生产效率低，能耗需求大，能源浪费严重等问题日趋严重，在行业竞争压力加大、能源价格攀升等不利因素影响下，能耗问题已成为制约我国制造业可持续发展的最大瓶颈。

近年来我国一直致力于节能减排工作，强调从提高能源利用技术和加强能源管理等方面实现节能减排目标。

轮胎行业属于传统劳动密集型和技术密集型的高能耗制造行业。

我国轮胎制造行业虽然起步较晚，但发展迅猛，从2004年起，我国轮胎的产量和出口量跃居世界第一。

然而，自2011年起，能源、原材料的价格提升拉高了轮胎制造企业的生产成本，使我国轮胎行业顿时陷入困境。

据中国橡胶工业协会轮胎分会2011年1月份的报表显示，其45家会员企业的亏算面高达37.2%，利润同比下降37.6%。

与此同时，低碳经济的发展趋势也给国内轮胎制造行业带来了压力和变化，引发了轮胎行业以“节能、环保、安全、智能、高效”的产品主导轮胎消费市场，促使轮胎企业加快调整产品结构和优化升级，实施以低能耗、低污染、低排放为特征的低碳制造发展模式。

对轮胎制造企业来说，实现由高碳向低碳转变，努力发展节能、环保、绿色、安全的低碳产品是走出当前困境的重要途径。

能源形势的恶化引起了国家的高度重视。

2008年，国家公布了《轮胎单位产品耗限额》的国家标准，规定了轮胎制造企业单位产品能源消耗的限额技术要求、能源消耗数据统计、节能管理等方面的要求。

2010年10月，工信部出台了我国轮胎发展史上的第一个政策——《轮胎产业政策》，该政策提出要在轮胎行业大力推进节能减排和资源综合利用工作，展开以提升质量、节能降耗、减排治污为重点的技术改造。

另一方面，当今市场由买方市场向卖方市场转变，消费者对交货期的要求也越来越高。

在市场竞争日益激烈的环境下，制造商应尽量避免拖期交货，以保证企业信誉和降低生产成本。

生产调度是企业生产管理的重要组成部分，是企业加强管理，保证产品质量和及时交货，降低生产成本，减少能耗和提高经济效益的重要手段。

目前，对制造业来说，生产调度主要关注最大化生产能力、最小化生产成本和提高客户满意度等几个方面，极少考虑制造过程能源消耗的问题。

因此，本文以减少产品制造过程能源消耗为目标，将能耗成本和交货期等作为优化调度的性能指标，融入高能耗制造企业的生产调度中，最终通过在产品生产过程中运用优化调度手段达到减少能源消耗、降低生产成本的目标。

1.目的分析

1.1问题的提出-轮胎硫化车间调度能耗过高

当前，学术界普遍将制造业节能技术分为结构节能、技术节能和管理节能三个层次。

结构节能一般指国家或行业范围内调整产业结构和生产规模等实现节能；技术节能则是从提高制造企业生产设备性能、工艺水平和操作技能等手段达到提高能源的利用率实现节能；管理节能则是通过组织生产、分配机器、控制生产节奏等措施达到节能降耗。

管理角度的节能理论源于对低碳制造理论和技术研究。

不少国内外学者从不同角度对制造业能耗情况进行研究。

早期，学者们主要关注制造过程中能源的分布和去向，Kordonowy通过大量调研表明，在产品加工过程中因机器机、停机、等待、等待以及辅助系统而消耗了大部分能源，如机床、磨床、铣床和注塑机等约有30%能源被辅助系统所消耗。

Giitowski等人对汽车制造企业能源消耗情况的研究发现，真正用于产品的零件加工的能耗不足15%。

Drake等人也证实机床或者组件、停状态及空闲状态需要消耗大邊的能源消耗。

HauschildM等从“产品”的观点考虑制造单位产品的能源消耗情况，将加工产品的能源消耗作为产品生命周期评估的一部分，用于评价单位产品所需的能耗。

但是产品生命周期考虑的因素多，数据量大，而在整个产品生命周期过程中难以获得较为精确的能耗数据，因而釆用产品生命周期过程评价制造过程能耗通常要采用大量的假设和简化，其准确性大大折扣。

认为原料、生产过能源效率、原料利用率等几个方面与制造过程能耗相关，指出降低制造企业的能耗可从减少机床及其辅助设备的能耗，工艺过程能耗，机器空闲、等待停、开机等过程引发的能源浪费入手，此外，生产材料、供应链及库存等也是实现节能降耗的主要方面。

目前有关于车间调度的研究大多以完工时间、交货期、生产成本或利润为目标，缺少以减少能源消耗为目标的车间生产调度研究。

轮胎硫化车间调度问题属于一类带特殊约束的非同等并行机调度问题，目前在国内外没有发现对此问题研究的文献报道。

1.2系统特性的定性分析

轮胎硫化车间调度问题是考虑拖期成本的能耗优化调度问题，其中能耗成本包含机器正常运行能耗成本、待机能耗成本和机器“关一开”机预热能耗成本。

轮胎生产企业主要生产工艺流程、用能设备、供能系统和能源分布情况可由图1表示。

企业主要使用电力、水蒸气、压缩空气、氮气和动力水五种能源工质，每种能源工质均由专门的供应系统，将其供应到各车间层，形成了一个庞大的供能网络系统，由图1可知，能源供应系统可分为水蒸气供应系统、电力供应系统、氮气供应系统、压缩空气供应系统和动力水供应系统，其中水蒸气来自锅炉房，压缩空气由空压机产生，氮气是经空压机后的压缩空气经制氮机产生。

通过该系统可以很清晰地看到各车间的用能设备、用能情况以及各种能耗工质的使用比例等情况。

图1轮胎生产企业能源分布图

下面介绍各能源介质产生途径和作用。

（1）水蒸气

水蒸气是轮胎企业优质的二次能源，由无烟煤燃烧热加热锅炉中的水，得到压力为2.5Mpa、温度为300℃左右的饱和水蒸气，经过减温阀和减压阀将温度和压力下降到符合车间工艺要求后供给到各用汽车间，水蒸气主要用于轮胎硫化车间，纤维压延和制品车间、炼胶车间、锭子房、压延压出空调房等。

根据其工艺特点，水蒸气供到硫化车间时，其对温度和压力要求非常严格，因有多台硫化机器同时关停或启动、正常硫化时也要在水蒸气和氮气向切换，常造成水蒸气供应系统的强烈震荡，造成温度和压力变化大，达不到工艺要求。

（2）电

轮胎生产各工艺过程都用到电能，对电力需求大，轮胎企业的电力资源全部来自于外购，企业大功率用电设备较多，如炼胶车间的密炼机，压延车间滚压压延线和压出机生产线、空压机组、制氮机组等大功率机组对供电质量要求较高，因此要尽量避免大功率机器开停时产生冲击性负荷和高次谐波，对生产设备和供电系统稳定带来较大影响。

（3）压缩空气

压缩空气是轮胎企业必不可少的动力介质，用于驱动各种气动设备以及充入轮胎内定型便于加工。

压缩空气由空气压缩机产生，通过减压后输送到缓冲罐备用，各车间工序要用时可随时使用，压缩空气主要用于成形车间、部件车间和密炼车间。

（4）氮气

在轮胎企业中氮气是作为保护气体用于硫化工艺，在硫化是胎囊内先充入高温高压蒸汽加热轮胎，当达到一定温度后停止供如蒸汽换成氮气，以保温保压，待硫化完成后再将氮气外排，使用氮气主要是为了减少水蒸气的消耗，节约能源。

（5）水

轮胎生产过程用水较多，遍布每个车间，水的作用主要有：

产品或设备的加热、冷却或洗涤。

如在硫化工序在定型后要通入过热水加热，待硫化结束后，轮胎需要通入冷水冷却。

综上所述，轮胎企业使用的能源介质较多，能源介质产消链与生产过程存在重叠与交叉，形成了多个功能系统网络，多种能源介质同时作用于同一工序，一种能源介质也可以用于多个工序，增加了能源管理的复杂性。

1.3需要及技术预测

目前轮胎企业的生产成本增幅已超过40%，原材料、能源、劳动力三大因素推高了企业的生产成本，使轮胎行业进入了一个高成本时代。

随着低碳经济的发展，必然会给国内轮胎制造业带来压力和变化。

低碳经济将引发轮胎行业以“节能、环保、安全、智能、高效”的产品主导轮胎消费市场，迫使轮胎企业加快调整产品结构和优化升级，实施以低消耗、低污染、低排放为特征的绿色发展模式。

在行业内推行以用户为导向的低碳产品采购和低碳产品消费模式，对轮胎企业来说就是要打造好轮胎产业新的生产力，实现由高碳向低碳转变，变压力为动力，发展节能、环保、安全、绿色的低碳产品就是轮胎企业要寻找的“蓝海”。

发展低碳经济、开发低碳产品对轮胎行业来说既是挑战，更是机遇。

谁调整得早，转向得快，谁就会占领市场的制高点，取得主动。

以硫化工序为例构建起能耗输入输出模型，轮胎硫化需要能源工质种类多，包括水蒸气、过热水、电能、氮气、压缩空气和动力水等，这些能源工质相互作用，相互制约，各种能耗介质在硫化工艺过程的输入输出流程。

水蒸气和过热水经硫化工序后进行回收，得到温度较高的冷凝水，有部分参入杂质的直接排放，变成废水，压缩空气和氮气则直接排放；动力水经回收可在此利用。

针对同时使用多种能源工质的情况，通常用综合能耗来衡量产品的能效情况，常用的4种综合能耗分别是综合能耗、单位产值综合能耗、产品单位产量综合能耗、产品单位产量可比综合能耗。

1.4系统的目的明确

随着科学技术的快速发展和生活水平的日益提高，人类对于能源的需求也正在日益攀升，据国际能源机构（IEA）2009年公布的《2009世界能源展望》报告预测，从2007年到2030年世界一次能源的需求量将以年1.5%的增长速度从117.3亿吨油当量增长到170.1亿吨，总体增幅将高达40%。

需求的日益旺盛，极大的推动了全球能源价格的全线上扬，据统计，澳大利亚BJ现货价格从2006年1月的40美元/吨开始一路飙升，截止到2011年5月19日，原煤价格已经高达117.03美元/吨，年增长幅度高达25%。

同时，据IPPC第四次评估报告估计，自1750年以来，由于人类活动大气中二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等的浓度已经明显发生变化，仅1970年到2004的34年间就增加了70%，其中二氧化碳的排放增幅高达80%达到379ppm，远远超过人类过去65万年的自然变化的范围，这也导致了全球气温的逐渐攀升，如今全球平均气温比工业革命前约高0.8℃，并以每10年0.2℃的速度上升。

同时报告还警告说，如果全能源结构仍以化石燃料为主导，那全球温室气体排放量在2000-2030年期间将增加25%~90%，气温也将升高0.4℃。

目前我国制造业的能耗占用了全国一次能耗的63%，单位产品的能耗高出国际水平20%至30%，单位GDP的能耗值也远远高于发达国家的水平，如果以日本单位GDP能耗为1，那么欧盟为1.8，美国为2，中国则高达8.6。

因此我国政府早在2006年的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中就明确提出我国在“十一五”期间单位GDP能耗要降低20%，主要污染物排放总量减少10%的约束指标。

并按照《节能减排综合性工作方案》的相关规定从四个方面加强节能减排工作，一是调整产业结构、加快产业升级；二是通过完善价格和财税体制促进节能；三是通过提高科技水平实现节能；四是通过加强管理促进节能。

对于未来中国而言，特别是对于正在蓬勃发展的中国制造业而言，节能减排、低碳转型不仅仅是生存之本，更是发展之道；既是我国加快经济结构调整的原因，也是调整的方向和终点。

导致目前制造业中管理层忽略能源浪费的主要原因是能源成本仅占产品总成本的2~3%或者5%。

因此为了实现节能，最关键的是企业的商业模式的转变，即从“最低资本的最大收益”转变为“最小能耗的最大价值”。

在这种商业模式下，需要企业通过综合考虑环境规则、产品质量、顾客满意度，使其达到最优以减少产品的成本。

企业能耗的减少一方面需要提高全面的节能环保意识，另一方面依赖于企业自动化程度的增加，从而能够为车间层提供更好的透明度和效率。

目前从生产管理角度来看制造业的节能技术主要包括生产过程稳定技术、产品工艺再思考技术、完成无损基础设施建设及企业信息化能源信息建设等四方面。

车间调度问题是一类用于解决车间资源的最优安排，生产计划安排，为计划的执行和控制提供指导的特殊的调度问题，该问题对应于生产管理系统的短期计划的安排，即实施层次。

在离散制造业中，生产调度过程中所涉及的资源主要包括：

人员、设备（加工设备、存储设备、运输设备、维修设备）、资金、能源、以及原材料等。

车间调度过程的就是资源一定的条件下，通过优化生产工艺、加工流程及车间物流路径，使企业所要求的某些性能指标达到最优，这些指标可以是任务的最短完工时间、企业的生产成本最低、仓储的库存费最少、产品的生产周期最短、或者是设备利用率最高、能源消耗最低等，也可以是多个指标构成的复合指标。

因此车间调度问题是一个多目标多约束的，复杂的NP难问题。

车间调度作为企业生产管理系统的核心组成和关键技术，良好的调度方案对于提高企业的生产效率具有重要意义，它不仅能够有效降低设备的空闲率，缩短产品的生产周期，提高顾客满意度，而且能够有效地降低生产成本、减少能源消耗和提高企业的经济效益。

2.功能分析

2.1机构与制度的可行性

一级机构有能源科，二级机构有能耗管理员。

2.2业务分析

轮胎生产过程是将橡胶、炭黑、硫磺等多种原料以一定的比例混合，经过密炼、压延、压出、成型、硫化和终检等5大工序步骤，加工成轮胎。

如图2所示。

每个大工序有包含若干子工序。

图2轮胎生产流程图

下面介绍每个工序的具体工艺过程，分析主要能耗影响因素。

（1）炼胶工序

炼胶工序是将橡胶、炭黑、硫磺、生胶等按一定比例进行混合比配，投入到密炼机中，通过搅拌和切割作用产生的热量进行物理和化学反映，混炼出生胶，经过滚压机压成胶片，经过冷却水池、风扇阵列吹冷，最后将胶片叠堆。

炼胶过程主要消耗电能、压缩空气和水。

经分析，影响炼胶工序的能耗因素有很多种，分析如下。

a.投料不及时，密炼机和下辅机处于空转等料；出片卡料，混炼好的胶料无法掉落到出片机，密炼机和上辅机处于空转等待状态。

新人不能熟练操作机器，不能很好配合上下游工序造成生产等待。

b.混炼时间过长能源消耗多，混炼时间过短未达到质量要求，需要多次混炼，

每次混炼都需要将胶料冷却静放一段时间才能进行下一次混炼，所消耗的能源更多。

c.电能质量不稳定，严重影响大功率机器效率，容易造成机器故障，也影响产品质量，更换产品规格需要的时间长，需要清洗机器和开机预热等同样需要消耗能源。

（2）压延和压出工序

压延和压出工序生产的部件包括钢丝帘布、内衬层、三角胶、胎面、胎侧、胎肩垫胶等。

a.钢丝帘布压延是将钢丝和胶料通过压延机压制成覆胶帘布。

将炼胶工序生

产的胶片经工业循环水均勻加热到8（rc—105°C之间（过高过低会造成压延脱层或帘布线不粘），通过挤出机挤压成胶条状输送至压辊机滚压而成；钢丝帘线表面镀有一层铜锌合金，在潮湿环境中极易生锈，因此要在钉子房中控制钢丝的温度、干湿度和张力，如温度要比压延稍高。

纤维帘布和胶料经滚压复合成胶帘布，经冷却辑滚压及缓冲装置后卷取。

帘布压延主要消耗水蒸气、电和水；

b.内衬层压延是胶料经冷喂料挤出后送入压片机压辑压成两层胶片，然后将两层胶片热贴合在一起，压延成有一定厚度、宽度和形状的胶片；主要消耗电、工业循环水和蒸汽。

c..三角胶压出是胶料经冷喂料挤出后送入压出机压成三角胶，经过工业循环水喷淋冷却，再用压缩空气吹干最后卷取存放；主要消耗电、工业循环水和压缩空气。

（3）成型工序

成型是将压延、压出工序生产的内衬层、胎体帘布、钢丝圈、胎肩塾胶、胎冠、胎侧、带束层等部件在成型机生产线上按照一定组合而成胎还。

如釆用二步法成型则现将内衬层和胎体在成型鼓中贴合，然后在两边扣上钢丝圈，经反包、压合，接着将胎侧贴合得到一段胎还，在二段胎还中先将带束、冠带和胎面在带束鼓中贴合，然后与一段胎还用卡盘定型和压合得到完整胎还。

在此过程中主要使用电和压缩空气。

成形车间对温湿度要求较高，全年要将温度和适度维持在2（rc—27°C之间，湿度在55%RH—65RH之间，夏季需要中央空调提供冷风，冬天需要蒸汽提供热流。

成型机主要用电能和压缩空气驱动，传输线将内衬层、胎侧、胎体等部件输送到成形鼓上，釆用气动装置将这些部件压到成形鼓，成形鼓旋转得到内胎层，同时通过环形气社向内衬层从气等一系列步骤将内衬层、胎体帘布、钢丝圈、子口布、胎肩垫胶、胎冠、胎侧、带束层等各种半成品部件压制成胎还。

因此，影响能耗的因素有环境温度、各部件存放的时间、成形鼓转速与压力，中心胶囊定位精度，环形气虹冲气时间。

（4）硫化工序

硫化是将胎还放到硫化机中在一定的温度、压力的饱和水蒸气、压缩空气及氮气等多种能源介质作用下，使橡胶轮胎发生硫化反应，即将可塑性强、易变形、强度低的“生胎”通过硫化反应时橡胶内的线型高分子发生交联反应，生成网状的一定硬度、有弹性和耐磨的高分子材料，俗称将生胎“煮熟”。

典型的橡胶轮胎硫化工艺包括装胎、定型、胎胚加热到工艺温度、冷却、卸胎等工序，其中关键工艺过程是定型和加热过程。

某子午线轮胎生产硫化的工艺流程图中，定型即在安装有生胎的硫化机的胶囊中充入高温饱和蒸汽，用以固定胎还的形状和为发生硫化反应提供热源，并保持一段时间的稳定压力。

加热过程是导入饱和蒸汽和过热的水到胶囊中，生胎的内、外侧分别由胶囊和金属管道通入蒸汽和热水加热或保温；生胎外侧温和内测温以及压力对硫化质量至关重要。

硫化不充分，轮胎钿度不够，温度过高则橡胶被氧化，有不少厂家釆取的做法是在生胎外部通入一定压力的髙纯度氮气用于阻止空气中的氧气与加热硫化中的生胎接触。

2.3边界条件

该厂硫化车间需要硫化的轮胎规格多达1000多种，不同规格的轮胎硫化参数不同，其中，内胎和外胎温度、压力，硫化时间等参数有较大差异；硫化机4种规格100多台，每台机器加工能力不同，某些规格的轮胎只能在特定规格硫化机；更换规格时需要更换胎囊和模具；受到上游工序的限制，工件（生胎）的达到硫化车间的时间不确定，不同规格的产品要求的交货期不同。

硫化车间调度问题与其他车间调度问题最大不同点是硫化机在停机状态下开机时需要预热一段时间后方能正常加工，硫化机有3种耗能状态：

机器正常加工、机器空转等待、机器开机预热，其中机器开机预热到正常加工是停机时间的函数。

因此，如何确定工件在机器上的分配、在同一台机器上工件的加工顺序，机器机数量，机器待机数量等对能耗影响非常大。

根据以上特点，将硫化车间调度问题抽象为一类非同等并行机能耗优化调度问题。

3.系统合成

3.1对策与方案

下面，以典型子午线橡胶轮胎生产企业硫化生产工艺的特点和能源使用情况的为例，说明轮胎硫化车间能耗优化调度问题，该厂硫化车间需要硫化的轮胎规格多达1000多种，不同规格的轮胎硫化参数不同，其中，内胎和外胎温度、压力，硫化时间等参数有较大差异；硫化机4种规格100多台，每台机器加工能力不同，某些规格的轮胎只能在特定规格硫化机；更换规格时需要更换胎囊和模具；受到上游工序的限制，工件（生胎）的达到硫化车间的时间不确定，不同规格的产品要求的交货期不同。

硫化车间调度问题与其他车间调度问题最大不同点是硫化机在停机状态下开机时需要预热一段时间后方能正常加工，硫化机有3种耗能状态：

机器正常加工、机器空转等待、机器开机预热，其中机器开机预热到正常加工是停机时间的函数。

因此，如何确定工件在机器上的分配、在同一台机器上工件的加工顺序，机器机数量，机器待机数量等对能耗影响非常大。

根据以上特点，将硫化车间调度问题抽象为一类非同等并行机能耗优化调度问题。

该类问题有如下特点：

由上述分析可知，硫化工艺的特点是工序步骤多，工艺条件严格，能源消耗大，生产集中，对机器设备性能和操作人员素质要求高，其复杂性可由以下几方面体现：

（1）工序步骤多，工艺复杂，需要的能源工质种类多。

硫化过程包括装胎、定型、生胎加热到工艺温度、冷却、卸胎等多个步骤，其中生胎加热步骤要求高，对温度和压力条件比较苟刻；为了避免氧化，要用到氮气等惰性作为保护气体，多种能源工质间进行切换使用，互相作用，互相制约，对机器参数设置要求高，对供能系统的稳定性要求高。

（2）多对多的生产模式。

一是轮胎生产设备多，据某大型轮胎生产企业调研资料显示，该硫化车间具有104台硫化机，可分为4大类型，不同的硫化机硫化轮胎的能力不一样，体现了设备的非同等性。

二是产品规格种类多，该企业生产的轮胎有1000多个品种，轮胎接断面宽度不一至，轮胎厚度也差异很大，并非每种规格的轮胎均能在任意一台硫化机上加工，体现了产品的非同等性，因此，将不同类型的轮胎快速适当分配到100多台硫化机上加工，是一件比较复杂的事情。

（3）时间短，不确定因素多。

硫化工序受到上一道工序的限制，只能提前几个小时才能获得排产计划，造成机器开-停频繁，导致温度和压力达不到工艺要求，引起短暂停产现象；此外，生产计划临时变更等情况，不同规格产品交货期差异大等问题，也增加了调度的难度。

（4）硫化机有开机一预热、正常加工和空闲等待三种运行状态。

不同状态单位时间内所消耗的能源不一样，其中机器开机预热时间长达数小时，其预热期间单位时间内消耗能顏比正常加工时大，硫化时更换胶囊、更换规格、机器故障等情况需要停机-开机预热外，机器处于长时间无加工任务状态也需要停机。

因此，在工件数量和到达时间不能确定情况下，如何选择机器开机台数、确定无加工任务机器处于等待或是停机状态也有一定难度。

3.2替代方案

设有m台加工能力不一样的机器

，

，…，

构成一个制造系统，每台机器有三种状态（运行、待机和停一开机），其中，机器的初始状态为停机，因此，机器

的能耗分别由三部分组成运行能耗，待机能耗和从停机到运行状态的预热能耗。

这三部分能耗对应的单位时间能耗成本分别为：

、

和

。

现有n个相互独立的工件

，

，…，

，其中

，表示工件i到达系统的时间，每个工件对应着一个交货期

，如果工件在交货期前未能完工，则会为系统带来一定的惩罚，依据拖期的程度用

表示工件i的单位惩罚成本；每个工件必须经过该系统中一台机器加工，加工时间为

；—台机器同一时间只能加工一个工件；工件在加工过程中遵循不可抢占特性，即若工件在一台机器上加工，必须加工完毕后，该机器才能加工下一个工件；如何安排工件在该系统的加工顺序，从而确定每台机器状态，使得该系统的生产成本最少化

。

用Graham的三元组来描述该类问题

。

建立轮胎硫化车间能耗优化调度问题数学模型。

针对以能耗优化为目标的非同等并行机调度问题，采用基于启发式规则算法

进行求解；针对优化模型中的拖期成本目标，采用三种基于优先启发式规则的算法进行求解；针对能耗优化目标，提出基于机器能耗规则的启发式算法，针对能耗成本和拖期成本目标，提出基于组合启发式规则的算法对模型进行求解。

为验证算法有效性，设计了仿真算例对该模型进行仿真，仿真的结果验证了本模型的合理性和有效性。

针对硫化车间能耗优化调度问题，提出基于启发式规则的遗传算法进行求解。

为检验不同启发式规则进行初始化对遗传算法性能的影响，采用了4种基于规则遗传算法与普通遗传算法进行对比，并依次设计了大量仿真实验。

实验结果证明了利用规则寻找初始种群的混合遗传算法相较普通遗传算法的优越性。

此外，还将建立的能耗优化模型应用于硫化车间生产调度过程中，实验结果表明，本文建立的能耗优化调度模型能够有效降低制造过程能耗成本。

3.3替代方案的功能

将建立的能耗优化模型应用于硫化车间生产调度过程中,实验结果表明,本文建立的能耗优化调度模型能够有效降低制造过程能耗成本。

4.系统评价

本文以橡胶轮胎硫化车间为研究背景，对非同等并行机能耗优化调度问题进行了研究，分析了启发式算法和基于规则的遗传算法在硫化车间非同等并行机能耗优化调度问题中的应用，主要做了以下几方面的工作：

（1）首先对轮胎硫化生产工艺流程和能耗情况进行详细分析，根据硫化车间能耗量大、产品规格多，机器种类多等特点，将硫化车间生产能耗优化调度问题抽象为一类非同等并行机调度问题，并以此建立基于拖期成